新冠肺炎疫情期间城市排水厂(站)作业防护和生产运行措施及思考
2020年初,一场突如其来的“新冠病毒”疫情(2019-nCoV),打乱了人们的日常生活,也给城市排水生产和从业人员防护带来新的严峻考验。疫情发生以来,上海排水采取了多项措施确保生产运行,加强人员防护,取得了一定的成效。在工作实践中,也形成一些思考和建议。
1 研究背景
上海市中心城区现有7座污水处理厂,设计处理量604万m3/d,已经全部达到国家一级A排放标准,日产生污泥(80%含水率)约4 000t,绝大多数采取添加石灰、三氯化铁脱水到60%含水率后卫生填埋,其余通过干化焚烧处置。各污水处理厂大气排放执行上海市地标《城镇污水处理厂大气污染物排放标准》(DB 31-982-2016),严于国家相关标准。
在上海市中心城区污水处理厂前端,目前有4大输送干线输送合流污水,设计输送量610万m3/d。另有300余座排水泵站,其中,具有降雨排江功能的泵站近200座。同时,上海市中心城区存在较大范围是合流制管网,分流制区域内也还有一定量的雨污混接点尚在改造中。
据报道,研究人员已经在新冠病毒重症患者粪便样本中,分离出活的新冠病毒,提示病毒传播可能存在新路径,即从马桶到市政管网、再到污水处理厂、最终回到水环境或大气环境的潜在传输与暴露路径。因此,需要基于以上提示和上海市排水系统特征,对从业人员工作中的风险点和当前排水生产的重点进行评估分析,并采取有效的针对性措施。
2 人员防护等级分析及主要防护措施
2.1 作业环节分析
笔者主张以“介质”和“场所”两个关键点,对排水生产流程、作业环境等做人员防护风险的分析。
依据现有信息,人员密集场所,是一般意义上大众都需要防护的场合,这在排水生产过程中主要体现在门卫、集中办公区域和食堂等。这些场所的防护,没有体现排水行业的特质。具有行业特质的,主要体现在“介质”上,是由“介质”所影响的“场所”,即那些存在着污水、污泥暴露风险的作业区域(位置)。
这样的区域一般包括:泵站和污水处理厂的格栅井、集水井、进水闸门井、格栅砂渣及垃圾堆放点(垃圾厢房),污水处理厂的预处理固体废弃物(如预处理格栅垃圾)堆放点(厢房)、进出水和泥样等取样点、预处理和生化系统污水外露面、盖顶观察窗、浓缩脱水、污泥卸料、装船(车)码头、臭气处理系统等区域,以及实施污水污泥检测的区域。
凡在这些区域中,实施清捞垃圾、采样、检维修、巡查、铲泥、污泥装卸等作业的,都存在人体暴露风险或直接接触污水污泥的风险。此外,在泵站的泵机启停等作业时,还存在污水较大幅度的搅动、跌落,容易产生人员吸入气溶胶的风险,此时若有人员进入相关区域内,也属于加强防护的范畴。需要特别提示的是,目前上海市的污水处理厂大多采取了全流程覆盖的加罩方式,但出于日常巡查的需要,罩顶都留有观察孔、观察窗,一旦打开,很容易成为气溶胶和污水飞溅的集中散发点位。在无法避免必须临近时,务必提高防护等级。
2.2 人员感染风险评级及防护要求
根据人员类别、工作场合、接触介质、工作环境的人员聚集性和可控性等因素,对排水厂站从业人员在工作过程中感染新型冠状病毒的风险性做了四级分级,并提出针对性的防护要求。
一级风险人员是指直接接触污水、污泥等有害介质的人员。主要从事污水污泥的取样、样品管理、检测、废弃物处置、过程仪表维护工作,服务范围内有政府部门确认已发疫情且污水未经消毒,或消毒效果没有达到要求的厂站操作人员,以及其他存在可能因污水、污泥内带有病毒物质感染的人员,要求必须穿防护服,佩戴口罩、防水手套、护目镜。二级风险人员是指在泵站、污水处理厂生产一线工作,但其工作内容可以不直接接触污水、污泥等人员。主要包括:一般的设备巡检、污泥深度脱水工艺后的污泥岗位人员、一般的泵站运行人员等,要求必须佩戴口罩、防水手套、护目镜,配置消毒液,必要时穿戴一次性雨衣等。三级风险人员是指一般生产人员和管理人员,要求佩戴口罩,必要时戴防水手套,交接班时进行酒精消毒。四级风险人员是指作业环境人员聚集性较低,接触人员可控,如分散办公的管理人员等,要求佩戴口罩。
在分类管控的同时,特别提示所有人员,防护等级和防护要求,应当随作业环境、内容变化而提高或降低风险级别,增减防护措施。
3 排水生产重点分析及主要对策
3.1 当前排水生产重点分析
疫情防控期间排水生产运行重点分析的出发点,不仅仅在于水环境,而在于对公共卫生的影响,这是城市排水特征所决定的。
城市排水所依赖的市政下水道及其附属的窨井、透气井,以及排水泵站、污水处理厂,遍布于整个城市,对城市公共卫生的影响会体现在污水处理厂的尾水、泵站的排水及泵站和污水处理厂以及相关设施的大气排放,无处不在。就疫情期间防御重点而言,需要综合考虑收水对象和设施特点。
笔者认为,政府部门确定的重点人员集中观察点是考虑收水对象的首选。一般医院废水有处理装置,起码有消毒设施,上海市现在的发热门诊也一般都设置在公共医疗机构,国家对其污水及废弃物处理有专门的规范和标准进行管控。但是由于疫情的突发,尤其是上海这样人员来往众多,疫情期间,政府部门临时征用了连锁酒店作为人员集中观察点。这些酒店的污水在正常情况下都属于生活污水,平时基本都予以直接纳管,并没有设置专门的消毒设施。在紧急情况下,就存在着随污水纳管引发病毒传播的风险。因此,凡是接纳了这些污水的泵站和污水处理厂,都应该进一步强化生产运行管理。
经对照上海市滚动发布的信息,到目前为止,市中心城区所有污水处理厂和40余座泵站收纳此类场所排放的污废水。
3.2 污水处理厂的运行重点
3.2.1 尾水消毒设备确保粪大肠菌群达标
疫情期间,医院等加大消毒措施,可能会导致污水处理厂进水的氯含量偏高。对来水中的余氯的测定,均处于“未检出”水平。由于上海污水的集中输送特征,水量很大,局部点上多投加氯,进水中无明显反应。同步观察了进水在线仪表读数,进水主要污染物浓度没有出现明显变化。在污水处理过程中,生产运行的重点是控制出水粪大肠菌群指标。
根据粪大肠菌群的检出情况来判断水体被粪便污染的程度,可间接表征是否有致病菌的存在。在它降低的同时,其他病原体的相对浓度也在降低。由于不开展尾水的病毒检测,因此掌握尾水的粪大肠菌群实际检测值尤为关键。
目前,中心城区各污水处理厂都达到了国家一级A排放标准,且日常的实际出水均已经过消毒,粪大肠菌群指标一般都低于检出限。因此,只要达标排放,不降低平时运行要求,没有必要对尾水再采取额外的消毒措施,否则会对受纳水体的生态环境造成较严重的破坏。如果确有必要,应当严格控制加药量,防止发生次生危害。
经对实际出水的粪大肠菌群检测,结果维持在常态水平。这样的情况下,在前期增加加氯消毒措施后,基本停止了额外的消毒措施。
3.2.2 关注气体泄露
目前各污水处理厂从进水到全生物段均已经加盖,污泥处理处置区域实施了全密封,稳定的达标排放的情况下不会影响周边大气环境。此外,现在各污水处理厂或采用干化焚烧,或采用深度脱水,前者是高温环境,对污泥“物理灭绝”,后者是添加石灰,对污泥中的细菌具有一定的杀灭效果。经过排查,其中可能存在的问题在于:车间或加盖收集区域,是否在运行中真正做到全收集、全密闭。气体收集本就较污水处理难度更大,各个加罩区域,为了日常检维修和巡视方便,也都留有观察孔(窗),罩和罩之间有的还是“硬”连接,孔缝难以避免,这就对污水处理厂内人员和环境带来隐忧。
3.3 泵站(干线)的运行重点
排水泵站是生产运行中的薄弱环节,也是难点所在。上海排水系统的特征,决定了现阶段有两个目标需同时关注,一是防止污水冒溢,二是在降雨期间尽量做到少排江。而上海地处我国南方地区,进入春季后,降雨会频频光临,此时的排水泵站运行就会遇到“保什么、怎么做”的两难选择。此时应当以不发生污水冒溢为运行首要目标,同步兼顾实现春季气象条件下的泵站少排江。
3.3.1 泵站按重要性分级管理
结合泵站收水对象和日常运行情况,将泵站分成两类三级。归属于第一类的泵站,统称为“重点泵站”,再依照风险级别划分为三级。重点之外的泵站,归为第二类。
重点泵站Ⅰ级指服务范围内有政府部门确认已发疫情且污水未经消毒或消毒效果没有达到要求的点。Ⅱ级泵站指服务范围内有“重点人员集中隔离观察点”的雨天易放江防汛泵站和污水泵站。Ⅲ级泵站指服务范围内有“重点人员集中隔离观察点”的其他防汛泵站,以及除Ⅰ级、Ⅱ级外其他易放江防汛泵站。
3.3.2 主要管理措施及成效
为了确保污水不冒溢,要求所有泵站的输送设备全部开足,全力输送。同时加强上下游调度,特别关注污水处理厂进水高峰时期的流量和进水水质,在保证达标的前提下,污水处理厂各环节加强运行监控,随时反馈上游运行。当发生进厂大流量时,上游输送系统在保证污水不冒溢的前提下,尽量错峰错时运行。
在“重点泵站”集水井内,临时投加适量溴氯海因药剂,对来水消毒。对降雨需要的放江作业,不再拘泥于集水井水位,通过设置在系统内的管网水位探头,结合人工的现场复核,由总调度视情况决定何时、何地执行排江作业。考虑到冬春交替之际,上海的降雨雨型较为和缓,规定在可能的条件下,位于重点泵站下游的输送泵站暂时退出运行,让出管道容量,使重点泵站能尽量维持住输送能力。尽量依靠管网相通性,早启动属于第二类的相关泵站先行执行排江作业。如管网水位仍居高不下,再安排放江作业。对第二类的泵站,除需要配合第一类泵站增减运行措施外,一般维持常态运行。
此外,编制应急预案,如一级泵站服务区域内发生降雨可能需要泵站排江的,通过组织紧急抽水车赴源头抽水,集中送污水处理厂处理,以避免对水环境的影响。同时凡是已经加装了集水井罩和除臭设施的泵站,防疫期间以最大风量运行。
目前尚未出现Ⅰ级重点泵站,自除夕以来,上海市累计降雨约100mm,经测算,上述措施减少降雨排江量约30万m3。
4 讨论与建议
通过以上风险分析和采取的措施,到目前,上海市中心城区的排水生产运行良性运转,期间的尾水排放全部达标,大气(除臭气浓度因检测方法而暂停外)各项指标也稳定达标排放,污水输送量、处理量均同比增长。城区没有发生人为原因的污水冒溢,没有发生降雨积水,为城市安全运行和防范疫情打下了坚实的基础。
4.1 污水处理厂的人员防护问题
在疫情期间污水处理厂的达标排放显得尤为重要。由于一级A的处理工艺,本身对尾水排放就有要求,能达到这样的出水要求基本不会产生环境风险。期间的多投加消毒药剂,只是进一步的加强,在本质上不会再有明显的污水处理方面的效果和意义,如果需要临时增加加氯消毒,应特别关注尾水中氯的含量。相比之下,由于传播途径尚未完全明了,疫情期间污水处理厂工作人员的防护,不亚于污水处理厂的生产运行。
4.2 人员防护措施宜纳入常态化管理
疫情期间的人员防护措施的一些做法可以化为日常的工作防护。日常直接接触污水、污泥的岗位和操作环节,包括:污水处理厂的进水采样、巡检、污泥区域、泵站工人、排水取样、检测等岗位,“护目镜、口罩、防水手套”应当成为必备的劳防3件套。同时,还应当把防护服作为贮备物资,纳入日常管理范畴。同步修订岗位操作规范,以防患于未然。
4.3 设施的全封闭,气体的全收集处理
泵站、污水处理厂、集水井等部位的加盖以及臭气集中收集和处理应当成为一项重要措施,避免气体和气溶胶的散发。当前,泵站集水井加盖的占比还不高,泵站气体的收集处理也才刚刚起步,是设施上的短板所在,需要加快建设。此外,对已经加盖的,包括污水处理厂污泥从排泥环节起直至最终处置的全流程全密闭设施,都应加强日常巡检,堵塞可能存在的泄漏点,以保护当班职工,减少对职业健康可能的影响。
4.4 临时应急性疫情废水处置点
虽然到目前为止,服务范围内未接收到未经消毒的疫情废水,且由于防护用品的紧缺,暂停了对泵站水质的采集和检验,无法确知泵站收水中的有关数据,现实中缺乏对策措施。如果仅输送,或许可以紧急投加药剂进行消毒,但对降雨排江作业来说,即使在泵站消毒,考虑到必要的反应时间和消毒效果,很难有效实施。当前在泵站集水井里投加溴氯海因药剂,只是应急性措施,效果很难判断。因此,建议若发生这样的“源头失守”情况,应当对发生疫情点的废水,包括降雨径流,予以全量收集并集中消毒处理,由此来消除可能的危害。这就要求相关各方及时更新信息,编制应急方案,落实应急废水处理点。
4.5 高度重视排水系统的功能完善
应急性疫情废水处置点,只是疫情突发、爆发时的临时措施,主要还是要依靠完善的城市排水系统。合流制所具备的截流装置可以将合流污水输送进污水处理厂,但降雨时大量合流污水还将入河。而现在上海市的分流制系统,仅有10余座初雨调蓄池,总容积不到11万m3,备受关注的“苏州河深层调蓄工程”也只在试验段施工阶段。现有上海市排水系统设施还做不到对“脏水”“受污染水”的应收尽收,这是排水系统在功能上最显著的欠缺。
4.6 开展排水厂站气溶胶分布特征等的基础研究
疫情期间,有专家提出干线设施的透气井会随气体排放,将散发气溶胶带来污染,建议开展气体消毒。但涉及病毒传播的传染病学调查,现在还缺乏确定的传染路径。在大气检测中,还没有公认的微生物检测方式,也没有相关指标。对透气井散发气体的消毒,更缺乏可行的措施。尽管如此,笔者认为不仅透气井,还需要对排水厂站典型区域,开展对气溶胶微生物的分布、传输、危害、风险及防范措施的基础研究。
5 思考
传统上对城市排水设施功能定位和认识主要聚焦于保护水环境、治理水污染。但新的形势下,或许要站在保护公共健康和安全的角度再审视。
据湖北日报消息,在疫情期间,武汉实施城市下水道消毒,投放药剂近2 000t,投加点包括了“合流区溢流口”。武汉同行之所以要采取这样的消杀方式,有其特殊背景,并不就等同于日常也需要。毕竟,“合流区溢流口”的CT值很难掌握,很容易达不到效果或产生对水体环境的次生灾害,根本出路还在于排水系统的功能完善。在日常工作中,主要防止水污染着力解决合流污水溢流,很少考虑到污水还要消毒,如上海市竹园污水溢流口,在工作实践中更多的是依靠工程性措施期待一劳永逸的解决,对工程建成前的污水消毒从未思考。与之相类似的还有在污水处理厂建设中,对臭气容易溢出的场所,比如污泥车间等,大量采用负压方式,目的是不让臭气逸散到周边环境,以达到对“环境”的保护,但忽视的是车间内的大气环境。再看泵站的气体排放,当前,虽然泵站设计标准已经按照上海市的《恶臭(异味)污染物排放标准》(DB 31-1025-2016)执行,但实际效果也参差不齐。上文提到的罩盖密闭形式、堵塞泄露点、气溶胶研究、增配日常劳防用品、完善操作规范等,反映出日常对公共健康和安全、职业健康和安全的思考存在欠缺。
一方面,我们才刚刚完成污水处理厂的出水一级A达标,排水系统许多短板还在补齐,的确,或许关注的重点还不在这些点上。但同时我们似乎也能真切的感受到,传统对排水设施功能定位的认识里,无意间忽视了什么。笔者不禁想到了欧盟的《室外排水和污水系统》
总而言之,高度重视城市排水设施“保护公共健康和安全”的功能定位是必要的,这或许是这场疫情给我们最重要的启迪。